關於北京地鐵淺埋暗挖技術的幾點認識
一、 北京電力隧道淺埋暗挖工程概況
淺埋暗挖法是最近十多年來發展起來的一種方法，具有靈活多變，對地面建築物、道路和地下管線影響不大，拆遷占地少，擾民少，不汙染城市環境等優點，目前電力隧道在地面條件拆遷不允許條件下，基本全部採用淺埋暗挖法施工，常用斷面形式為2.0×2.3m、2.
6×2.9m暗挖單孔、雙孔隧道。
二、 淺埋暗挖新技術的應用
2.1 降水技術
2.1.1 真空降水
真空降水是將管井抽水(一般用潛水幫浦)與真空幫浦相結合，或將輻射井中的水平滲水井與真空幫浦相連線抽水。利用真空幫浦在管井或水平井內產生的真空，加速地層中的水向管內湧入，從而提高降水效果。真空降水一般用於黏土、粉土層以及粉細砂等滲透係數較小、但降水深度較大的地層。
在土層滲透係數較小，採用常規管井降水，未能疏幹弱透水層中的飽和水和含水層介面殘留水時，宜採用了真空深井降水(見圖1)。
採用真空降水後，潛水含水層地下水可完全疏幹，粉土層水基本疏幹，尤其是粉土層中的飽和水，明顯要少於採用常規管井降水的效果。通過沉降觀測證明，真空深井降水引起的地面沉降與普通管井降水引起的地面沉降相當。
2.1.2 輻射井降水
輻射井是在一眼大口徑井內，把輻射管(滲水管)由內向外徑向敷設於含水層內，地下水經過這些輻射狀的水平滲水管匯集在大口井內，再由幫浦排出。由於水平滲水井是在大口井內施工並且在空間上調整範圍很大，因此輻射井一般用於地面無降水井施工條件的地段。輻射井降水解決了城市複雜環境條件下施工管井降水的難題，為暗挖隧道開闢了新的降水途徑。
2.2 地層改良與加固技術
2.2.1超前小導管注漿加固技術
北京市實施的電力隧道基本處於第四紀軟地層中，為防止坍塌，在開挖前沿拱頂環向打超前小導管，導管直徑φ32mm，長2.25公尺，環向間距0.3公尺，仰角50～80。
為了保證地層穩定時間保證成拱施工，注漿管打設完成後通過超前導管向地層壓注改性水玻璃，加固地層，要求固砂體單軸抗壓強度達到0.3～0.5mpa。
水玻璃液的ph值控制在2.5—4.0。
2.2.2 全斷面帷幕注漿止水加固技術
雙液靜壓滲透注漿就是用特殊的機具裝置將具有充填和膠結漿液材料注入地層中土顆粒的間隙，土層的介面或岩層的裂隙內，使其擴散、膠凝、固化，以降低地層的含水率及提高地層的強度，注漿的目的是降低粉細砂層中的含水量及提高強度。採用滲透靜壓注漿工藝，使漿液克服地層阻力而滲入土體中，膠凝、固結後具有良好的強度及耐久性。目前常用的是二重管無收縮wss工法注漿加固，隧道加固範圍為開挖外廓1.
5m範圍，每12m一迴圈，預留3m止漿牆，採用洞內輻射注漿工藝。注漿材料為ab、ac化學將液，注漿壓力控制在0.5～1.
0mpa，將導管打入地層注漿後至開挖前的時間間隔，宜為48-72h。
2.3 隧道施工工法
2.3.1電力隧道由於斷面較小，常規採用的是全斷面台階開挖留核心土施工工法，該工法的特點是初期支護自上而下，分成兩個台階。
2.3.2工藝流程：上斷面開挖留核心土→立拱、牆鋼架、焊接連線筋→掛網、噴射砼→挖核心土、支底梁、焊接連線筋→掛網、噴砼→ 背後注漿
2.3.3隧道土方開挖根據實際情況採用上下分台階法進行，施工中嚴格控制超挖及欠挖。
嚴格遵循十八字方針以及「先探測後開挖」、「先注漿後開挖」的施工原則。據現場實際情況，在必要時增設鎖腳錨桿。
2.3.4以2.0×2.3m電力隧道為例，開挖步序如下圖：
隧道開挖橫斷面圖
隧道開挖縱剖圖
2.4隧道開馬頭門施工
2.4.1馬頭門開設前，在豎井井壁相應位置處沿洞口拱牆外圍打入一排小導管並進行超前注漿加固。
2.4.2為保證馬頭門開挖過程中土體穩定性，開挖前在馬頭門位置處加設「門形框架」，框架立柱兩端與馬頭門上、下整榀豎井拱架焊接牢固，中間切斷的豎井拱架與立柱通過420連線筋連線牢固，立柱中間、馬頭門拱架上方加設一根橫樑。
2.4.3門形框主筋採用4φ20,其間用φ12鋼筋冷壓成形的「8」字加強筋焊接而成，框架與隧道首榀雙格柵通過φ20鋼筋連線。
隧道初襯縱向連線筋在馬頭門兩側2m範圍內加密為φ20@500。
2.4.4圓豎井開馬頭門處構造示意圖
2.5背後注漿：為保證噴射混凝土支護與地層密貼，要及時進行襯砌背後回填注漿。
注漿孔分別布置在拱頂，兩側交錯布置，且回填注漿管要背對開挖方向，錯後掌子面5m步距跟進。注漿管採用φ32鋼管，縱向步距2m。注漿壓力應小於0.
4mpa。背後回填注漿配合比：
水泥、砂比1：1.5-1：1.3（重量比）
水灰比：1：1-1：1.1
三、 淺埋暗挖隧道地層沉降分析與控制
3.1地層沉降的特性
3.1.1地表沉降值大於隧道拱頂下沉值：
施工中沿線地表沉降值普遍較大，特別是洞頂有砂層的地段，沉降值一般為100～200mm，個別點達250mm以上；而洞內拱頂沉降值相對較小，最大100mm左右，洞內周邊收斂值不超過10mm。
3.1.2開挖對地表影響範圍大：
隧道開挖引起地表沉降範圍大。從監控量測資料看,開挖引起地表沉降縱向、橫向範圍較大，一般超過開挖兩側邊緣約30～40m的地面出現沉降裂縫，在砂層地段甚至更遠。
3.1.3支護成環後土體達到穩定所需的時間較長：
從現場施工情況看，隧道初期支護閉合成環後，其拱頂及地表仍有一定下沉，一般持續40d左右沉降基本結束。待結構二次襯砌施作完成後，才完全穩定。
3.1.4隧道開挖超前影響範圍小於其滯後影響範圍：按可比下沉值比較，開挖超前影響範圍一般約在30m左右，而對後方影響範圍較大，唯有二次襯砌完成後，隧道結構才趨於穩定。
3.2地層沉降的原因分析主要有以下幾個方面：
1) 地層土體特性的影響
2) 地下水的影響
3) 地層應力釋放
4) 隧道作用的疊加影響
5) 施工方法的影響
6) 開挖進尺的影響
7) 工作面的推進速度
8) 初期支護剛度
3.3控制地層沉降的對策
1) 領會並嚴格執行「十八字方針」
2) 適度排放地下水
3) 確定適合地層條件的施工方法
4) 拉開左右線隧道的開挖距離
5) 縮短開挖進尺
6) 加快工作面的推進速度
7) 增大初期支護剛度
8) 合理安排二次襯砌時間
四、 淺埋暗挖法施工隧道監控量測的實施
4.1電力隧道工程施工是在地層內部進行，施工不可避免擾動地層，引起的地層變形會導致地表建築和既有的管線設施破壞。因此，施工要考慮對城市環境的影響。
隧道施工引起的地層變形，特別是在地面建築設施密集、交通繁忙、地下水豐富的地段施工，必須及時**地層變形的發展，反饋施工，控制地下工程施工對環境的影響程度。
4.2量測目的
1) 保證施工安全
2) **施工引起的地表變形
3) 控制各項監測指標
4) 指導施工，總結工程經驗
4.3 量測專案
監控量測可分為必測專案和選測專案兩類。監測的主要範圍是：區間結構物中線外緣兩側30m範圍內的地下、地面建（構）築物管線、地面及道路。
各項觀測資料相互驗證，確保監測結果的可靠性，真正做到資訊化施工。
4.3.1必測專案應包括下列專案：①洞內外觀察；②水平相對淨空變化量測；③淺埋地段地表下沉量測；④拱頂相對下沉量測。
4.3.2選測專案應包括下列專案：①圍岩內部變形量測；②錨桿軸力量測；③圍岩壓力量測；④支護、襯砌應力量測；⑤鋼架內力及所承受的荷載量測；⑥圍岩彈性波速度測試。
4.4監測方法
1) 地表沉降
2) 建築物的沉降
3) 建築物的開裂
4) 隧道拱頂變形
5) 隧道收斂變形
五、 結束語
隨著北京電力淺埋暗挖技術的不斷實踐和研究，它必將在電力隧道建設中的應用範圍越來越廣，發揮越來越重要的作用，產生更大的經濟、環境和社會效益。
淺埋暗挖法總結
淺埋暗挖法專題 學習理解淺埋暗挖法施工基本原理及核心技術，並掌握淺埋暗挖法的適用條件 淺埋暗挖法是以加固和處理軟弱地層為前提，採用足夠剛性的複合式襯砌結構，選用合理的開挖方式，應用資訊化測量反饋設計和施工，以保證施工安全，控制地面沉降。適用條件 1 淺埋暗挖法不允許帶水作業。如果含水地層達不到疏幹，...
地鐵淺埋暗挖法施工安全巡視工作要點
摘要 結合北京城市地鐵 淺埋暗挖法 施工特點及安全巡視工作經驗,簡要闡述了 淺埋暗挖法 工程施工安全風險管理中安全巡視的重要性 主要內容 工作流程及方法等,以供相關技術人員研究 討論。關鍵詞 淺埋暗挖法,安全巡視,工作要點 0 引言 城市地鐵設計與施工的基本特點是 地質條件複雜,基礎資訊匱乏,周邊環...
淺埋暗挖隧道過鐵路及地鐵施工監測方法
摘要 介紹了隧道穿越國鐵和地鐵13號線的施工監測方法,針對隧道結構和地質情況,闡述了洞內和洞外多種監測方法,為今後類似施工監測取得了一些經驗。關鍵詞 淺埋暗挖隧道監測方法沉降 監控量測及資訊反饋技術是現代隧道施工方法的重要組成部分,是監控圍岩與結構穩定性的重要手段。在複雜多變的地層中實施某一工法時,...